第二章-电容与电感

1、 第二章第二章电容与电感电容与电感第一节第一节电容电容 第二节第二节电感电感本章小结本章小结 第一节第一节电容电容一、电容器一、电容器二、常见电容器二、常见电容器三、电容器的主要参数三、电容器的主要参数四、电容器标注方法四、电容器标注方法五、电容器好坏判断五、电容器好坏判断第二章第二章电容与电感电容与电感 天线线圈天线线圈（电感器）（电感器）双联电容器双联电容器 生活中我们常用收音机收听广播节目，你知道调台时调的生活中我们常用收音机收听广播节目，你知道调台时调的是什么吗？当我们打开一个收音机后盖，如图所示，看到一个是什么吗？当我们打开一个收音机后盖，如图所示，看到一个用铜导线绕制的器件，你知道

2、它是什么？在电路中有什么作用？用铜导线绕制的器件，你知道它是什么？在电路中有什么作用？又如何检测判断其好坏的吗？它们就是我们在本章将要学习的又如何检测判断其好坏的吗？它们就是我们在本章将要学习的电容器和电感器。本章主要讲述有关电容器和电感器的知识，电容器和电感器。本章主要讲述有关电容器和电感器的知识，包括元件认识、主要参数的识别及元件检测等。包括元件认识、主要参数的识别及元件检测等。收音机内部实物图收音机内部实物图 第一节第一节电容电容 电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，在电子设在电子设备中备中广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转

3、广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换和控制电路等方面。换和控制电路等方面。 一、电容器一、电容器 1电容器和电容电容器和电容 电容器是一种储存电场能的元件，它由电容器是一种储存电场能的元件，它由两块极板构成，两极板之间为绝缘介质，两块极板构成，两极板之间为绝缘介质，在两极板上分别引出一根引脚，这样就构在两极板上分别引出一根引脚，这样就构成一个电容器。在电力系统中常用电容器成一个电容器。在电力系统中常用电容器提高电力系统的功率因数以减少输电线路提高电力系统的功率因数以减少输电线路损耗和提高电源能量利用率。在电子设备损耗和提高电源能量利用率。在电子设备中，电容器是不可缺少的元件。中

4、，电容器是不可缺少的元件。第一节第一节电容电容 电容是电容器的一个工作参数，用于衡量其储存电荷本领大电容是电容器的一个工作参数，用于衡量其储存电荷本领大小的物理量。在右图中，接通开关小的物理量。在右图中，接通开关S，那么电容器的两个极板上，那么电容器的两个极板上就要储存电荷，在其两端就要形成电压。如果电容器两极板间电就要储存电荷，在其两端就要形成电压。如果电容器两极板间电压为压为U时，电容器任一极板所带电荷量为时，电容器任一极板所带电荷量为q，那么，那么 q与与U的比值定义为电容器的电容量，简称电容。的比值定义为电容器的电容量，简称电容。 用公式表示为用公式表示为 式中：式中： q个极板上的电

5、荷量，国际单位制单位个极板上的电荷量，国际单位制单位C（库）（库） U两极板间的电压，国际单位制单位两极板间的电压，国际单位制单位V（伏）（伏） C电容器的电容量，国际单位制单位电容器的电容量，国际单位制单位F（法）（法） 在实际应用中，法拉单位太大，常用较小的单位有在实际应用中，法拉单位太大，常用较小的单位有F (微法微法)、nF（纳法）和（纳法）和pF (皮法皮法)，其换算关系是：，其换算关系是：1 F106 F109 nF1012 pF qCU 第一节第一节电容电容 sCd sd 需要指出的是，上式只表明电容器电容需要指出的是，上式只表明电容器电容C与与q 、U之间的联之间的联系，实质电

6、容器的电容量系，实质电容器的电容量C的大小与的大小与q 、U没有关系，电容没有关系，电容C的的大小只取决于电容器自身结构。在平行极板电容器中，电容大小只取决于电容器自身结构。在平行极板电容器中，电容C的的大小与两极板有效面积成正比，与两极板间距成反比，与两极大小与两极板有效面积成正比，与两极板间距成反比，与两极板间绝缘介质的介电常数成正比。即板间绝缘介质的介电常数成正比。即式中：式中：绝缘介质的介电常数，国际单位制单位绝缘介质的介电常数，国际单位制单位F/m（法（法/米）米） 平行极板电容两极板的正对面积，国际单位制单位平行极板电容两极板的正对面积，国际单位制单位m2 平行极板电容两极板之间的

7、距离，国际单位制单位平行极板电容两极板之间的距离，国际单位制单位m(米米)C 平行极板电容，国际单位制单位平行极板电容，国际单位制单位F（法）（法） 第一节第一节电容电容 2 2电容器符号电容器符号 电容器在电路图中的电路符号如下表所示。电容器在电路图中的电路符号如下表所示。电容器在电路图中的电路符号表电容器在电路图中的电路符号表 3 3常见电容器常见电容器 常见电容器外形如下图所示。常见电容器外形如下图所示。 第一节第一节电容电容 云母电容器云母电容器电解电容电解电容 陶瓷电容器陶瓷电容器第一节第一节电容电容 薄膜电容器薄膜电容器 可变电容器可变电容器 微调电容器微调电容器第一节第一节电容电

8、容 三、电容器的主要参数三、电容器的主要参数 电容器主要参数有：标称容量、允许偏差和额定电压。电容器主要参数有：标称容量、允许偏差和额定电压。 1 1标称容量标称容量 电容器的外壳上标出的电容量值称为电容器的标称容量。电容器的外壳上标出的电容量值称为电容器的标称容量。电容器的标称容量是一系列的标称值，容量不是连续变化的。电容器的标称容量是一系列的标称值，容量不是连续变化的。在使用过程中可把多支电容器进行串联、并联和混联使用。在使用过程中可把多支电容器进行串联、并联和混联使用。 实验证明，电容串联时容量减小，其等效电容的倒数等实验证明，电容串联时容量减小，其等效电容的倒数等于各分电容倒数之和，可

9、写成于各分电容倒数之和，可写成 电容并联时容量增加，其等效电容等于各分电容之和，电容并联时容量增加，其等效电容等于各分电容之和，可写成可写成121111nCCCC 12nCCCC 第一节第一节电容电容 2允许偏差允许偏差 电容器的允许偏差常用的有电容器的允许偏差常用的有2%、5%、10%、20%等几种。通常容量越小，允许偏差越小。等几种。通常容量越小，允许偏差越小。 3额定电压额定电压 额定电压又称为耐压，指的是在规定温度范围内，可以额定电压又称为耐压，指的是在规定温度范围内，可以连续加在电容器上而不损坏电容器的最大直流电压。在使用连续加在电容器上而不损坏电容器的最大直流电压。在使用过程中，加

10、在电容器两端的实际电压不能超过此数值，否则过程中，加在电容器两端的实际电压不能超过此数值，否则可能烧坏电容器。常用的固定电容器工作电压有可能烧坏电容器。常用的固定电容器工作电压有10 V、16 V、25 V、50 V、100 V、160 V、250 V、400 V、2 500 V等。等。 特别要注意：电容器串联、并联和混联使用时每个电容特别要注意：电容器串联、并联和混联使用时每个电容两端实际获得的电压不能超过其额定电压。两端实际获得的电压不能超过其额定电压。 第一节第一节电容电容 四、电容器标注方法四、电容器标注方法1直标法直标法直标法电容如图所示。直标法电容如图所示。电容直标法电容直标法 对

11、于要区分正负极的有极性电容，一般在有极对于要区分正负极的有极性电容，一般在有极性电解电容的外壳上标注有极性标志，部分新出厂性电解电容的外壳上标注有极性标志，部分新出厂的电解电容采用长引脚表示正极，短引脚表示负极的电解电容采用长引脚表示正极，短引脚表示负极即即“长正短负长正短负”。 第一节第一节电容电容 2 2文字符号法文字符号法 使用文字符号法，容量的整数部分写在容量单位的前面，使用文字符号法，容量的整数部分写在容量单位的前面，容量的小数部分写在单位符号的后面。允许偏差用文字容量的小数部分写在单位符号的后面。允许偏差用文字D D（0.5%0.5%）、）、F F（1%1%）、）、G G（2%2%

12、）、）、J J（5%5%）、）、K K（10%10%）、）、M M（20%20%）、）、N N（30%30%）表示，如图所示。）表示，如图所示。 文字符号法文字符号法 此外，还用此外，还用（5%5%）、）、（10%10%）、）、（20%20%）表示）表示允许偏差。允许偏差。 第一节第一节电容电容 3 3数码法数码法 一般用三位数字表示电容量的大小，其单位为一般用三位数字表示电容量的大小，其单位为pFpF。第一、二位为有效数字，第三位表示倍乘数，即有效第一、二位为有效数字，第三位表示倍乘数，即有效值后值后“0”0”的个数，如图所示。的个数，如图所示。数码法数码法 第一节第一节电容电容 五、电容器

13、好坏判断五、电容器好坏判断 电容器一般常见的故障有：开路、短路、漏电和电容量减电容器一般常见的故障有：开路、短路、漏电和电容量减小等。对于容量较大的电容器，用指针式万用表电阻档可以判小等。对于容量较大的电容器，用指针式万用表电阻档可以判别电容器好坏，对其质量进行定性分析。别电容器好坏，对其质量进行定性分析。万用表档位选取原则：容量大，档位小；容量小，档位大。一万用表档位选取原则：容量大，档位小；容量小，档位大。一般容量大于般容量大于47 F47 F选选R R 100100档，容量大于档，容量大于1 147 F47 F选选R R 1 K1 K档，档，容量小于容量小于1F1F选选R R 10 K1

14、0 K档。档。 首先短接电容两支引脚（目的是释放电容器储存的电荷），首先短接电容两支引脚（目的是释放电容器储存的电荷），然后把万用表两表笔并联连接到电容两支引脚上，观察表盘指然后把万用表两表笔并联连接到电容两支引脚上，观察表盘指针摆动情况：若指针偏转后迅速回到起点，则该电容器是好的；针摆动情况：若指针偏转后迅速回到起点，则该电容器是好的；若指针不动，则该电容器已开路；若指针指到若指针不动，则该电容器已开路；若指针指到“0 ”0 ”处不动，处不动，则已击穿短路；若指针停在中间某刻度上，则该电容器漏电。则已击穿短路；若指针停在中间某刻度上，则该电容器漏电。 第一节第一节电容电容 第二节第二节电感电

15、感一、电感器一、电感器二、电感器主要参数二、电感器主要参数三、电感器标注方法三、电感器标注方法四、电感器好坏判断四、电感器好坏判断 1 1电感器电感器 电感器是一种储存磁场能量的元件。在电子技术电感器是一种储存磁场能量的元件。在电子技术和电力系统中，常常可看到用导线绕制的线圈，如日和电力系统中，常常可看到用导线绕制的线圈，如日光灯镇流器、收音机天线线圈等，这些线圈统称为电光灯镇流器、收音机天线线圈等，这些线圈统称为电感线圈，也叫做电感器。在电路中常与电容器构成选感线圈，也叫做电感器。在电路中常与电容器构成选频回路完成调谐选频（如收音机选台等）功能。频回路完成调谐选频（如收音机选台等）功能。2

16、2常见电感器外形和电路符号常见电感器外形和电路符号 电感器外形和电路符号如下图所示。电感器外形和电路符号如下图所示。 一、电感一、电感第二节第二节电感电感 常见电感器外形图常见电感器外形图 可变电感器可变电感器电感器电路符号电感器电路符号铁心（或磁心）电感铁心（或磁心）电感空心电感空心电感第二节第二节电感电感 二、电感器主要参数二、电感器主要参数 1 1电感量电感量 电感量电感量L L也称自感系数，是用来表示电感元件自感应能力也称自感系数，是用来表示电感元件自感应能力的物理量。当通过一个线圈的磁通发生变化时，线圈中便会的物理量。当通过一个线圈的磁通发生变化时，线圈中便会产生感应电动势，这就是电

17、磁感应现象（有关电磁感应的知产生感应电动势，这就是电磁感应现象（有关电磁感应的知识将在下一章学习）。电动势大小正比于磁通变化的速率和识将在下一章学习）。电动势大小正比于磁通变化的速率和线圈匝数。自感电动势的方向总是阻碍原电流变化的，犹如线圈匝数。自感电动势的方向总是阻碍原电流变化的，犹如线圈具有惯性，这种电磁惯性的大小就用电感量线圈具有惯性，这种电磁惯性的大小就用电感量L L来表示。来表示。L L的国际单位制单位的国际单位制单位H H（亨利），实际用得较多的单位为（亨利），实际用得较多的单位为mHmH（毫（毫亨）和亨）和HH（微亨），其换算关系是：（微亨），其换算关系是： 1 H1 H1010

18、3 3 mH mH 10106 6 H H 同电容器一样，空心电感器（也叫做线性电感器）的电同电容器一样，空心电感器（也叫做线性电感器）的电感量大小也取决于自身结构，与线圈是否通电、及通电大小感量大小也取决于自身结构，与线圈是否通电、及通电大小无关。无关。第二节第二节电感电感 2 2额定电流额定电流 通常是指允许长时间通过电感元件的直流通常是指允许长时间通过电感元件的直流电流值。选用电感元件时，其额定电流值一般电流值。选用电感元件时，其额定电流值一般要稍大于电路中流过的最大电流。要稍大于电路中流过的最大电流。 3 3品质因数品质因数 品质因数又称品质因数又称Q Q值，用字母值，用字母Q Q表示

19、。表示。Q Q值大，值大，说明线图的损耗小，效率高。对选频电路而言，说明线图的损耗小，效率高。对选频电路而言，要求要求Q Q值较高。在收音机中值较高。在收音机中Q Q值高，选择性好，值高，选择性好，不易串台。不易串台。 第二节第二节电感电感 1 1直标法直标法 直标法是指在小型固定电感器的外壳上直接用文字标出电直标法是指在小型固定电感器的外壳上直接用文字标出电感器的主要参数，如电感量、允许偏差、额定电流等。用字母感器的主要参数，如电感量、允许偏差、额定电流等。用字母A A（50 mA50 mA）、）、B B（150 mA150 mA）、）、C C（300 mA300 mA）、）、D D（700

20、 mA700 mA）、）、E E（1 1 600 mA600 mA）表示额定电流。用）表示额定电流。用（5%5%）、）、（10%10%）、）、（20%20%）表示允许偏差。）表示允许偏差。 2 2文字符号法文字符号法 文字符号法是将电感器的标称值和允许偏差值用数字和文文字符号法是将电感器的标称值和允许偏差值用数字和文字符号按字符号按定的规律组合标注在电感体上。采用这种标示方法定的规律组合标注在电感体上。采用这种标示方法的通常是一些小功率电感器，其单位通常为的通常是一些小功率电感器，其单位通常为nHnH（纳亨）或（纳亨）或pHpH（皮亨），用（皮亨），用N N或或R R代表小数点。例如：代表小数

21、点。例如：4N74N7表示电感量为表示电感量为4.7 nH4.7 nH，4R74R7则代表电感量为则代表电感量为4.7 uH4.7 uH；47 N47 N表示电感量为表示电感量为47 nH47 nH。采用这。采用这种标示法的电感器通常后缀一个英文字母表示允许偏差，各字种标示法的电感器通常后缀一个英文字母表示允许偏差，各字母代表的允许偏差与直标法相同。母代表的允许偏差与直标法相同。 第二节第二节电感电感 4.4.色标法色标法 色标法如图所示。色标法是指在电感器表面涂上不同的色标法如图所示。色标法是指在电感器表面涂上不同的色环来代表电感量色环来代表电感量( (与电阻器类似与电阻器类似) )，通常用

22、四色环表示，紧，通常用四色环表示，紧靠电感体一端的色环为第一环，露着电感体本色较多的另一靠电感体一端的色环为第一环，露着电感体本色较多的另一端为末环。其第一色环是十位数，第二色环为个位数，第三端为末环。其第一色环是十位数，第二色环为个位数，第三色环为应乘的倍数色环为应乘的倍数( (单位为单位为H)H)，第四色环为允许偏差，金色，第四色环为允许偏差，金色5 5，银色，银色10%10%。例如：色环颜色分别为棕、黑、金、金。例如：色环颜色分别为棕、黑、金、金的电感器的电感量为的电感器的电感量为1 H1 H，偏差为，偏差为5 5。颜色与数字关系颜色与数字关系见下表。见下表。第二节第二节电感电感 颜色颜

23、色有效数字有效数字乘数乘数颜色颜色有效数字有效数字乘数乘数黑色黑色0100绿色绿色5105棕色棕色1 1101蓝色蓝色6106红色红色2102紫色紫色7107橙色橙色3103灰色灰色8108黄色黄色4104白色白色9109金色金色101银色银色102颜色与数字关系表颜色与数字关系表第二节第二节电感电感 四、电感器好坏判断四、电感器好坏判断 1 1直观检查直观检查 直接观察电感器的引脚是否断开，磁芯是直接观察电感器的引脚是否断开，磁芯是否松动、绝缘材料是否破损或烧焦等。否松动、绝缘材料是否破损或烧焦等。 2 2万用表检测万用表检测 使用万用表的电阻档，测量电感器的通断使用万用表的电阻档，测量电感

24、器的通断及电阻值大小，通常是可以对其好坏作出鉴别及电阻值大小，通常是可以对其好坏作出鉴别判断的。将万用表置于判断的。将万用表置于档，红、黑表笔各任档，红、黑表笔各任接电感器的任一引出端，此时指针应向右摆动，接电感器的任一引出端，此时指针应向右摆动，根据测出的电阻值大小，可具体分下述三种情根据测出的电阻值大小，可具体分下述三种情况进行鉴别。况进行鉴别。 第二节第二节电感电感 （1 1）被测电感器电阻值太小，说明电感器内部线圈有短路性）被测电感器电阻值太小，说明电感器内部线圈有短路性故障，注意测试操作时，一定要先认真将万用表调零，并仔细观故障，注意测试操作时，一定要先认真将万用表调零，并仔细观察针

25、向右摆动的位置是否确实到达零位，以免造成误判，当怀疑察针向右摆动的位置是否确实到达零位，以免造成误判，当怀疑色码电感器内部有短路性故障时，最好是用色码电感器内部有短路性故障时，最好是用R R档反复多测档反复多测几次，这样才能作出正确的鉴别。几次，这样才能作出正确的鉴别。 （2 2）被测电感器有电阻值，色码电感器直流电阻值的大小）被测电感器有电阻值，色码电感器直流电阻值的大小与绕制电感器线圈所用的漆包线线径、绕制圈数有直接关系，线与绕制电感器线圈所用的漆包线线径、绕制圈数有直接关系，线径越细，圈数越多，则电阻值越大，一般情况下用万用表径越细，圈数越多，则电阻值越大，一般情况下用万用表档测量，只要能测出电阻值，则可认为被测电感器是正常的。档测量，只要能测出电阻值，则可认为被测电感器是正常的。 （3 3）被测电感器的电阻值为无穷大，这种现象比较容易区）被测电感器的电阻值为无穷大，这种现象比较容易区分，说明电感器内部的线圈或引出端与线圈接点处发生了